JP2757896B2 - Photovoltaic device - Google Patents

Photovoltaic device

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JP2757896B2
JP2757896B2 JP2411867A JP41186790A JP2757896B2 JP 2757896 B2 JP2757896 B2 JP 2757896B2 JP 2411867 A JP2411867 A JP 2411867A JP 41186790 A JP41186790 A JP 41186790A JP 2757896 B2 JP2757896 B2 JP 2757896B2
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cell
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photovoltaic
band gap
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政史 佐野
勉 村上
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光起電力装置に関し、特
に初期光電変換効率が高く、かつ低光劣化で長期に渡っ
て安定性の高い太陽電池として用いられる光起電力装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photovoltaic device, and more particularly to a photovoltaic device used as a solar cell having high initial photoelectric conversion efficiency, low photodegradation and high stability over a long period of time.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
各種機器において、駆動エネルギー源として太陽電池が
利用されている。特に、電卓、時計、ラジオなど民生機
器用電源としてアモルファスシリコン太陽電池は順調に
普及してきた。
2. Description of the Related Art
In various devices, a solar cell is used as a driving energy source. In particular, amorphous silicon solar cells have been steadily spreading as power supplies for consumer devices such as calculators, watches, and radios.

【0003】これら民生用太陽電池が室内で使用される
ことが多いのに対して、電力用太陽電池は、雨、風、
光、温度変化等の厳しい屋外に主に設置される。このた
め、電力用太陽電池には、厳しい自然環境に耐え、かつ
長い年月の間、発電し続けることが必要であり、民生用
に比べて性能や価格に対する要求水準も一段ときびし
い。
[0003] While these consumer solar cells are often used indoors, power solar cells use rain, wind,
It is mainly installed outdoors where light and temperature change are severe. For this reason, it is necessary for a power solar cell to withstand severe natural environment and to continue generating power for a long period of time, and the level of performance and price is more demanding than that of consumer use.

【0004】そのため、電力用アモルファスシリコン太
陽電池の実用化のためには、民生用に対して数段高度な
技術を開発する必要がある。
[0004] Therefore, in order to commercialize the amorphous silicon solar cell for electric power, it is necessary to develop a few advanced technologies for consumer use.

【0005】こうした性能改善要求の中でも、特に、光
電気変換効率の改善のために、太陽光線のスペクトルの
各部分を更に効率よく収集するように、異なる光学的バ
ンドギャップを有する積層型太陽電池が提案されてい
る。
[0005] Among these demands for performance improvement, in particular, stacked solar cells having different optical band gaps have been developed so as to more efficiently collect each part of the spectrum of the solar ray in order to improve the photoelectric conversion efficiency. Proposed.

【0006】例えば米国特許番号4,253,882 号明細書に
開示されているような、光入射側第1のセルに非晶質半
導体、第2のセルに結晶質半導体を積層して成る積層型
太陽電池や、米国特許番号4,377,723 号明細書、特公昭
62-26196号明細書に開示されているような異種材料によ
るアモルファス半導体積層型太陽電池等がある。これら
はいずれも光入射側にある第1のセルの光学的バンドギ
ャップが、第2のセルの光学的バンドギャップより大き
く、第1のセルを通過した光を第2のセルで効率よく吸
収するように構成されて成る積層型太陽電池であり、こ
れによって光電変換効率の改善を行なおうとするもので
ある。
For example, as disclosed in US Pat. No. 4,253,882, a stacked solar cell in which an amorphous semiconductor is stacked in a first cell on the light incident side and a crystalline semiconductor is stacked in a second cell, U.S. Pat.No. 4,377,723, Japanese Patent Publication No.
There is an amorphous semiconductor laminated solar cell made of a heterogeneous material as disclosed in the specification of JP-A-62-26196. In any of these, the optical band gap of the first cell on the light incident side is larger than the optical band gap of the second cell, and light passing through the first cell is efficiently absorbed by the second cell. A stacked solar cell having such a configuration is intended to improve the photoelectric conversion efficiency.

【0007】しかし、いずれも使用環境のもとでの長期
的な安定性、特に低光劣化の点からは十分な技術とはい
えないのが現状である。
[0007] However, none of these technologies is sufficient in terms of long-term stability under the use environment, particularly low light deterioration.

【0008】また、前記記載の積層型太陽電池と同様な
層構成を有する積層型太陽電池において、長期的な安定
性を有する低光劣化太陽電池として、例えば、「新エネ
ルギー・産業技術総合開発機構、研究成果年報[II]
,9110、昭和63年度」等において、各セルの光
活性領域の薄膜化が提案されている。
[0008] In the stacked solar cell having the same layer structure as the above-described stacked solar cell, a low-light-deteriorated solar cell having long-term stability, for example, "New Energy and Industrial Technology Development Organization" , Annual Report of Research Results [II]
, 9110, 1988, and the like, it has been proposed to make the photoactive region of each cell thinner.

【0009】しかしながら、初期光電変換効率を考慮す
ると、各セルの光活性領域の薄膜化にも限度があり、十
分な光電変換効率及び長期安定性という点からは満足で
きる技術とはならなかった。
However, in consideration of the initial photoelectric conversion efficiency, there is a limit to the thinning of the photoactive region of each cell, and it has not been a satisfactory technology in terms of sufficient photoelectric conversion efficiency and long-term stability.

【0010】[0010]

【発明の目的】本発明は、上記従来技術の課題点、すな
わち、高光電変換効率かつ使用環境のもとでの長期的な
安定性の優れた光起電力装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a photovoltaic device which has the above-mentioned problems of the prior art, that is, a photovoltaic device having high photoelectric conversion efficiency and excellent long-term stability under the use environment. .

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、光活性の半導体層を含み積層された光起
電力セルを複数有する光起電力装置において、光入射側
上部の第1の前記光起電力セルの光活性の半導体層の光
学的バンドギャップが、前記第1の光起電力セルの下部
第2の前記光起電力セルの光活性の半導体層の光学的
バンドギャップよりも小さく、前記第1の光起電力セル
の光活性の半導体層の膜厚が前記第2の光起電力セルの
光活性の半導体層の膜厚よりも薄いことを特徴とする光
起電力装置を提供するものである。
To achieve the above object, according to an aspect of the present invention, in the plurality having photovoltaic device stacked photovoltaic cell includes a semi-conductor layer of the photoactive light incident side
Optical band gap of the semiconductor layer of the first optical activity of the photovoltaic cells of upper, lower portion of the first photovoltaic cell
Second the rather smaller than the optical band gap of the semiconductor layer of the optical activity of the photovoltaic cell, wherein the first photovoltaic cell
The thickness of the photoactive semiconductor layer of the second photovoltaic cell is
An object of the present invention is to provide a photovoltaic device characterized by being thinner than the thickness of the photoactive semiconductor layer .

【0012】また、前記1の光起電力セルに用いられ
光活性の半導体層の光学的バンドギャップが1.44
〜1.52eV、膜厚が200〜450Åであり、前記
2の光起電力セルに用いられる光活性の半導体層の光
学的バンドギャップが1.70〜1.75eV、膜厚
3000〜6000Åであることを特徴とする光起電力
装置により、前記課題を解決してもよい。
The optically active semiconductor layer used in the first photovoltaic cell has an optical band gap of 1.44.
1.52 eV, the film thickness is 200-450 °,
The above problem is caused by the photovoltaic device, wherein the photoactive semiconductor layer used in the second photovoltaic cell has an optical band gap of 1.70 to 1.75 eV and a thickness of 3000 to 6000 °. May be resolved.

【0013】また、前記1の光起電力セルに用いられ
光活性の半導体層の光学的バンドギャップが1.44
〜1.52eV、膜厚が350〜650Åであり、前記
2の光起電力セルに用いられる光活性の半導体層の光
学的バンドギャップが1.60〜1.67eV、膜厚が
1500〜4500Åであることを特徴とする光起電力
装置により、前記課題を解決してもよい。なお、前記光
活性の半導体層が、i型半導体層であることを特徴とす
る光起電力装置でもある。
The optically active semiconductor layer used in the first photovoltaic cell has an optical band gap of 1.44.
1.52 eV, the film thickness is 350-650 °,
According to a photovoltaic device, the photoactive semiconductor layer used in the second photovoltaic cell has an optical band gap of 1.60 to 1.67 eV and a thickness of 1500 to 4500 °. May be resolved. The light
The active semiconductor layer is an i-type semiconductor layer.
It is also a photovoltaic device.

【0014】[0014]

【作用】本発明の上述した手段は、少なくとも2つの光
起電力セルが積み重ねられてなる光起電力装置におい
て、光入射側にある第1のセルの光活性領域の光学的バ
ンドギャップが、第2のセルの光活性領域の光学的バン
ドギャップよりも小さいことによって、第1のセルの光
活性領域を超薄膜化することが可能となる。このため、
照射光によって内部に生成された荷電キャリアをドリフ
トさせる内部電界がより強くなるため、残留荷重キャリ
アによる光劣化作用が小さくなり、低光劣化の光起電力
装置が作成できたものと考えられる。
According to the above-mentioned means of the present invention, in a photovoltaic device in which at least two photovoltaic cells are stacked, the optical band gap of the photoactive region of the first cell on the light incident side is reduced to the second. When the optical band gap is smaller than the optical band gap of the photoactive region of the second cell, the photoactive region of the first cell can be made extremely thin. For this reason,
It is considered that since the internal electric field that causes the charge carriers generated inside by the irradiation light to drift becomes stronger, the photodegradation effect due to the residual load carriers is reduced, and a photovoltaic device with low photodegradation can be produced.

【0015】[実施態様例]以下に本発明の光起電力装
置の層構成の例を示すが、本発明の光起電力装置はこれ
により何ら限定されるものではない。
[Embodiment] An example of the layer structure of the photovoltaic device of the present invention will be described below, but the photovoltaic device of the present invention is not limited thereto.

【0016】図1(A)及び(B)は、本発明の光起電
力装置としての層構成の典型的な例を模式的に示す断面
図である。
FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views schematically showing a typical example of a layer structure as a photovoltaic device of the present invention.

【0017】図1(A)に示す例は、支持体101上に
下部電極102、n型半導体層103、i型半導体層1
04、p型半導体層105、n型半導体層106、i型
半導体層107、p型半導体層108、透明電極10
9、及び集電電極110を順に堆積形成した光起電力装
置120である。なお、本例の光起電力装置では透明電
極109側より光130の入射が行なわれる。また光入
射側pin接合型光起電力セル111を第1のセルと
し、光入射側でないpin接合型光起電力セル112を
第2のセルとする。
FIG. 1A shows an example in which a lower electrode 102, an n-type semiconductor layer 103, and an i-type semiconductor layer 1 are formed on a support 101.
04, p-type semiconductor layer 105, n-type semiconductor layer 106, i-type semiconductor layer 107, p-type semiconductor layer 108, transparent electrode 10
9 and a photovoltaic device 120 in which current collecting electrodes 110 are sequentially formed. In addition, in the photovoltaic device of this example, light 130 is incident from the transparent electrode 109 side. The light incident side pin junction photovoltaic cell 111 is defined as a first cell, and the pin junction type photovoltaic cell 112 not on the light incidence side is defined as a second cell.

【0018】図1(B)に示す例は、透光性の支持体10
1 上に透明電極109、p型半導体層108、i型半導
体層107、n型半導体層106、p型半導体層10
5、i型半導体層104、n型半導体層103及び下部
電極102をこの順に堆積形成した光起電力装置120
である。本光起電力装置では、透光性の支持体101の
側より光の入射が行われることを前提としている。また
光入射側pin接合型光起電力セル111を第1のセル
とし、光入射側でないpin接合型光起電力セル112
を第2のセルとする。
FIG. 1B shows an example of a light-transmitting support 10.
1, a transparent electrode 109, a p-type semiconductor layer 108, an i-type semiconductor layer 107, an n-type semiconductor layer 106, and a p-type semiconductor layer 10
5, a photovoltaic device 120 in which an i-type semiconductor layer 104, an n-type semiconductor layer 103, and a lower electrode 102 are formed in this order.
It is. In this photovoltaic device, it is assumed that light is incident from the transparent support 101 side. The light incident side pin junction type photovoltaic cell 111 is used as the first cell, and the pin junction type photovoltaic cell 112 not on the light incident side is used.
Is the second cell.

【0019】以下、本発明におけるこのような構成を構
成要素毎に順を追って具体的に説明する。
Hereinafter, such a configuration in the present invention will be specifically described step by step for each component.

【0020】(支持体)本発明に於いて用いられる支持
体101は、単結晶質、もしくは非単結晶質のものであ
ってもよく、さらにそれらは導電性のものであっても、
また電気絶縁性のものであってもよい。更には、それら
は透光性のものであっても、また非透光性のものであっ
てもよいが、支持台101の側より光入射が行われる場
合には、勿論透光性であることが必要である。
(Support) The support 101 used in the present invention may be a single crystalline or non-single crystalline substrate.
Further, it may be electrically insulating. Furthermore, they may be translucent or non-translucent, but when light is incident from the support 101 side, they are translucent. It is necessary.

【0021】それらの具体例として、Fe,Ni,Cr,Al,Mo,A
u,Nb,Ta,V,Ti,Pt,Pb等の金属又はこれらの合金、例えば
真ちゅう、ステンレス鋼等が挙げられる。
As specific examples thereof, Fe, Ni, Cr, Al, Mo, A
Examples thereof include metals such as u, Nb, Ta, V, Ti, Pt, and Pb, and alloys thereof, for example, brass, stainless steel, and the like.

【0022】またこれらの他、ポリエステル、ポリエチ
レン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリ
プロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リスチレン、ポリアミド、ポリイミド等の合成樹脂のフ
ィルム又はシート、ガラス、セラミックス等も挙げられ
る。
In addition to these, there may be mentioned films or sheets of synthetic resins such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide and polyimide, glass, ceramics and the like.

【0023】また、単結晶性支持体としてはSi,Ge,C,Na
Cl, KCl,LiF,GaSb,InAs,InSb,GaP,MgO,CaF2,BaF2, α−
Al2O3 等の単結晶体よりスライスしてウエハー状等に加
工したもの、及びこれらの上に同物質もしくは格子定数
の近い物質をエピタキシャル成長させたものが挙げられ
る。
Further, as a single crystalline support, Si, Ge, C, Na
Cl, KCl, LiF, GaSb, InAs, InSb, GaP, MgO, CaF 2, BaF 2, α-
Examples thereof include those sliced from a single crystal such as Al 2 O 3 and processed into a wafer shape, and those obtained by epitaxially growing the same material or a material having a similar lattice constant on these.

【0024】また支持体の形状は、目的、用途により平
滑表面、或いは凹凸表面の板状、長尺ベルト状、円筒状
等であることができ、その厚さは、所望通りの光起電力
装置を形成しうる様に適宜決定するが、光起電力装置と
して可撓性が要求される場合、又は支持体の側より光入
射がなされる場合には、支持体としての機能が充分発揮
される範囲内で可能な限り薄くすることができる。しか
しながら、支持体の製造上及び取扱い上、機械的強度等
の点から、通常は、10μmとされる。
The shape of the support may be plate-like, long belt-like, cylindrical or the like having a smooth surface or an uneven surface depending on the purpose and application. The thickness of the support is as desired. Is determined as appropriate so that the photovoltaic device is required to be flexible, or when light is incident from the side of the support, the function as the support is sufficiently exhibited. It can be as thin as possible within the range. However, the thickness is usually 10 μm from the viewpoint of production and handling of the support, mechanical strength and the like.

【0025】(電極)本発明の光起電力装置において
は、当該装置の構成形態により適宜の電極が選択使用さ
れる。それら電極としては、下部電極、上部電極透明電
極、集電電極を挙げることができる。(ただし、ここで
言う上部電極とは光の入射側に設けられたものを示し、
下部電極とは半導体層をはさんで上部電極に対向して設
けられたものを示すこととする。)これらの電極につい
て、以下に詳しく説明する。
(Electrode) In the photovoltaic device of the present invention, an appropriate electrode is selectively used depending on the configuration of the device. Examples of these electrodes include a lower electrode, an upper electrode transparent electrode, and a current collecting electrode. (However, the upper electrode referred to here is the one provided on the light incident side,
The lower electrode means an electrode provided to face the upper electrode with a semiconductor layer interposed therebetween. ) These electrodes are described in detail below.

【0026】(i)下部電極 本発明に於いて用いられる下部電極102としては、上
述した支持体101の材料が透光性であるか否かによっ
て、光起電力発生用の光を照射する面が異なるため(た
とえば支持体101が金属等の非透光性の材料である場
合には、図1(A)で示したごとく透明電極109側か
ら光起電力発生用の光を照射する。)、その設置される
場所が異なる。
(I) Lower Electrode As the lower electrode 102 used in the present invention, a surface to which light for generating photovoltaic power is irradiated depends on whether the material of the support 101 is translucent or not. (For example, when the support 101 is a non-translucent material such as a metal, light for photovoltaic generation is irradiated from the transparent electrode 109 side as shown in FIG. 1A). , The place where it is installed is different.

【0027】具体的には、図1(A)の様な層構成の場
合には、支持体101とn型半導体層103との間に設
けられる。しかし、支持体101が導電性である場合に
は、該支持体が下部電極を兼ねることができる。ただ
し、支持体101が導電性であってもシート抵抗値が高
い場合には、電流取り出し用の低抵抗の電極として、あ
るいは支持体面での反射率を高め入射光の有効利用を図
る目的で電極102を設置してもよい。
More specifically, in the case of a layer structure as shown in FIG. 1A, it is provided between the support 101 and the n-type semiconductor layer 103. However, when the support 101 is conductive, the support can also serve as the lower electrode. However, if the sheet resistance is high even if the support 101 is conductive, the electrode is used as a low-resistance electrode for extracting current or for the purpose of increasing the reflectivity on the support surface and making effective use of incident light. 102 may be installed.

【0028】図1(B)の場合には透光性の支持体10
1が用いられており、支持体101の側から光が入射さ
れるので、電流取り出し及び当該電極での光反射用の目
的で、下部電極102が支持体101と対向して半導体
層をはさんで設けられている。
In the case of FIG. 1B, the light-transmitting support 10
1 is used, and light enters from the side of the support 101, so that the lower electrode 102 faces the support 101 and sandwiches the semiconductor layer for the purpose of current extraction and light reflection at the electrode. It is provided in.

【0029】また、支持体101として電気絶縁性のも
のを用いる場合には、電流取り出し用の電極として、支
持体101とn型半導体層103との間に下部電極10
2が設けられる。
When an electrically insulating material is used as the support 101, the lower electrode 10 is provided between the support 101 and the n-type semiconductor layer 103 as a current extracting electrode.
2 are provided.

【0030】電極材料としては、Ag,Au,Pt,Ni,Cr,Cu,A
l,Ti,Zn,Mo,W 等の金属、又はこれらの合金が挙げら
れ、これ等の金属の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、
スパッタリング等で形成する。また、形成された金属薄
膜は、光起電力装置の出力に対して抵抗成分とならぬ様
に配慮されねばならず、そのためシート抵抗値として、
好ましくは50Ω以下、より好ましくは10Ω以下であ
ることが望ましい。
As electrode materials, Ag, Au, Pt, Ni, Cr, Cu, A
l, Ti, Zn, Mo, W and other metals, or alloys thereof, and thin films of these metals are deposited by vacuum evaporation, electron beam evaporation,
It is formed by sputtering or the like. Also, the formed metal thin film must be considered so as not to become a resistance component with respect to the output of the photovoltaic device, and therefore, as a sheet resistance value,
Preferably, it is 50Ω or less, more preferably 10Ω or less.

【0031】下部電極102とn型半導体層103との
間に、図中には示されていないが、例えば導電性酸化亜
鉛等の拡散防止層を設けても良い。該拡散防止層の効果
としては電極102を構成する金属元素がn型半導体層
中へ拡散するのを防止するのみならず、若干の抵抗値を
もたせることで半導体層をはさんで設けられた下部電極
102と透明電極106との間にピンホール等の欠陥で
発生するショートを防止すること、及び薄膜による多重
干渉を発生させ、入射された光を光起電力素子内に閉じ
込める等の効果を挙げることができる。
Although not shown in the figure, a diffusion preventing layer such as conductive zinc oxide may be provided between the lower electrode 102 and the n-type semiconductor layer 103. The effect of the diffusion prevention layer is not only to prevent the metal element forming the electrode 102 from diffusing into the n-type semiconductor layer, but also to provide a small resistance value so that the lower portion provided between the semiconductor layers is provided. The effect of preventing short-circuiting caused by a defect such as a pinhole between the electrode 102 and the transparent electrode 106 and generating multiple interference by a thin film to confine incident light in a photovoltaic element are given. be able to.

【0032】(ii)上部電極(透明電極)本発明に於いて
用いられる透明電極109としては、太陽や白色蛍光灯
等からの光を半導体層内に効率良く吸収させるために、
光の透過率が85%以上であることが望ましく、更に電
気的には光起電力素子の出力に対して抵抗成分とならぬ
様に、シート抵抗値は100Ω以下であることが望まし
い。このような特性を備えた材料としては、SnO2, In2O
3,ZnO,CdO,Cd2SnO4,ITO(In2O3 +SnO2)、などの金属酸
化物や、Au,Al,Cu等の金属を極めて薄く半透明状に成膜
した金属薄膜等が挙げられる。透明電極は図1(A)に
於いてはp型半導体層108層の上に積層され、図1
(B)に於いては基板101の上に積層されるものであ
るため、互いの密着性の良いものを選ぶことが必要であ
る。またこれらの作製方法としては、抵抗加熱蒸着法、
電子ビーム加熱蒸着法、スパッタリング法、スプレー法
等を用いることができ所望に応じて適宜選択される。
(Ii) Upper Electrode (Transparent Electrode) As the transparent electrode 109 used in the present invention, in order to efficiently absorb light from the sun or a white fluorescent lamp into the semiconductor layer,
The light transmittance is desirably 85% or more, and more preferably, the sheet resistance is desirably 100Ω or less so that the output of the photovoltaic element does not become a resistance component. Materials having such properties include SnO 2 , In 2 O
Metal oxides such as 3 , ZnO, CdO, Cd 2 SnO 4 , ITO (In 2 O 3 + SnO 2 ), and metal thin films such as Au, Al, Cu etc. No. The transparent electrode is laminated on the p-type semiconductor layer 108 in FIG.
In (B), since they are stacked on the substrate 101, it is necessary to select ones having good adhesion to each other. In addition, as a manufacturing method of these, resistance heating evaporation method,
An electron beam heating vapor deposition method, a sputtering method, a spray method, or the like can be used, and is appropriately selected as desired.

【0033】(iii) 集電電極 本発明に於いて用いられる集電電極110は、透明電極
109の表面抵抗値を低減させる目的で透明電極109
上に設けられる。電極材料としてはAg,Cr,Ni,Al,Ag,Au,
Ti,Pt,Cu,Mo,W 等の金属又はこれらの合金の薄膜が挙げ
られる。これらの薄膜は積層させて用いることができ
る。また、半導体層への光入射光量が十分に確保される
様、その形状及び面積が適宜設計される。
(Iii) Current-collecting electrode The current-collecting electrode 110 used in the present invention is a transparent electrode 109 for the purpose of reducing the surface resistance of the transparent electrode 109.
Provided above. Ag, Cr, Ni, Al, Ag, Au,
Thin films of metals such as Ti, Pt, Cu, Mo, W or alloys thereof. These thin films can be stacked and used. The shape and area of the semiconductor layer are appropriately designed so that the amount of light incident on the semiconductor layer is sufficiently ensured.

【0034】たとえば、その形状は光起電力装置の受光
面に対して一様に広がり、かつ受光面積に対してその面
積は、好ましくは15%以下、より好ましくは10%以
下であることが望ましい。
For example, it is desirable that the shape is uniformly spread over the light receiving surface of the photovoltaic device, and the area is preferably 15% or less, more preferably 10% or less with respect to the light receiving area. .

【0035】またシート抵抗値としては、好ましくは5
0Ω以下、より好ましくは10Ω以下であることが望ま
しい。
The sheet resistance is preferably 5
It is desirable that the resistance is 0Ω or less, more preferably 10Ω or less.

【0036】(i型半導体層)i型半導体層は、本発明における光活性の半導体層とし
て機能する。 本発明に於いて好適に用いられるi型半導
体層を構成する半導体材料としては、A-Si:H,A-Si:F,A-
Si:H:F,A-SiC:H,A-SiC:F,A-SiC:H:F,A-SiGe:H,A-SiGe:
F,A-SiGe:H:F,poly-Si:H,poly-Si:F,poly-Si:H:F 等が
挙げられる。
(I-Type Semiconductor Layer) The i-type semiconductor layer is a photoactive semiconductor layer in the present invention.
Function. The semiconductor material constituting the i-type semiconductor layer suitably used in the present invention includes A-Si: H, A-Si: F,
Si: H: F, A-SiC: H, A-SiC: F, A-SiC: H: F, A-SiGe: H, A-SiGe:
F, A-SiGe: H: F, poly-Si: H, poly-Si: F, poly-Si: H: F and the like.

【0037】本発明に於いて好適に用いられるi型半導
体層は、該i型半導体層は光入射側第1のセル111に
用いられる場合と、光入射側でない第2のセル112に
用いられる場合により適宜決定される。 また、後述す
る実施例の評価結果に示されるように、本発明の効果の
得られるi型半導体層の光学的バンドギャップ及び膜厚
の組み合わせとして、以下、1),2)の2つの組み合
わせが考えられる。
The i-type semiconductor layer suitably used in the present invention is used in the case where the i-type semiconductor layer is used for the first cell 111 on the light incident side and in the case where the i-type semiconductor layer is used for the second cell 112 which is not on the light incident side. It is appropriately determined in some cases. Further, as shown in the evaluation results of Examples described later, the following two combinations of 1) and 2) are available as combinations of the optical band gap and the film thickness of the i-type semiconductor layer in which the effects of the present invention can be obtained. Conceivable.

【0038】1)光入射側第1のセル111に用いられ
るi型半導体層107の光学的バンドギャップが1.44〜
1.52eVであり、その膜厚は好ましくは、200Å〜45
0Åであり、最適には250Å〜400Åである。
1) The optical band gap of the i-type semiconductor layer 107 used in the first cell 111 on the light incident side is 1.44 to 1.44.
1.52 eV, and the film thickness is preferably 200 ° -45 °
0 ° and optimally between 250 ° and 400 °.

【0039】また光入射側でない第2のセル112に用
いられるi型半導体層104の光学的バンドギャップが
1.70〜1.75eVであり、その膜厚は、好ましくは3000
Å〜6000Åであり、最適には3500Å〜5500
Åである。
The optical band gap of the i-type semiconductor layer 104 used for the second cell 112 not on the light incident side is
1.70 to 1.75 eV, and the film thickness is preferably 3000
Å-6000Å, optimally 3500Å-5500
Å.

【0040】以下、理由を述べる。Hereinafter, the reason will be described.

【0041】第1のセル111に用いられるi型半導体
層107の層厚が200Å未満であると該半導体層が薄
いために太陽電池の出力電流が低下し、光電変換効率が
著しく低下してしまうという欠点が生じ、該半導体の層
厚が450Åを越えると、該半導体層が厚いために、第
2のセル112への透過光量が減少し、第2のセルにお
ける太陽電池出力電流が低下し、光電変換効率が著しく
低下してしまうという欠点が生じる。
When the thickness of the i-type semiconductor layer 107 used for the first cell 111 is less than 200 °, the output current of the solar cell is reduced because the semiconductor layer is thin, and the photoelectric conversion efficiency is significantly reduced. When the thickness of the semiconductor layer exceeds 450 °, the thickness of the semiconductor layer is large, so that the amount of light transmitted to the second cell 112 decreases, and the output current of the solar cell in the second cell decreases. There is a disadvantage that the photoelectric conversion efficiency is significantly reduced.

【0042】また第2のセル112に用いられるi型半
導体層104の層厚が3000Å未満であると、該半導
体層が薄いために太陽電池の出力電流が低下し、光電変
換効率が低下してしまうという欠点が生じ、該半導体層
の層厚が6000Åを越えると該半導体層が厚いため
に、太陽電池の曲線因子(Fi11-Factor )の低下が起こ
り、光電変換効率が低下してしまうという欠点が生じ
る。
When the thickness of the i-type semiconductor layer 104 used in the second cell 112 is less than 3000 °, the output current of the solar cell decreases because the semiconductor layer is thin, and the photoelectric conversion efficiency decreases. When the thickness of the semiconductor layer exceeds 6000 °, the semiconductor layer is too thick, so that the fill factor (Fi11-Factor) of the solar cell is reduced and the photoelectric conversion efficiency is reduced. Occurs.

【0043】2)光入射側第1のセル111に用いられ
るi型半導体層107の光学的バンドギャップが1.44〜
1.52eVであり、その膜厚は、好ましくは350Å〜65
0Åであり、最適には400Å〜600Åである。
2) The optical band gap of the i-type semiconductor layer 107 used in the first cell 111 on the light incident side is 1.44 to 1.44.
1.52 eV, and its film thickness is preferably 350 ° -65 ° C.
0 °, optimally between 400 ° and 600 °.

【0044】また光入射側でない第2のセル112に用
いられるi型半導体層104の光学的バンドギャップは
1.60〜1.67eV、その膜厚は、好ましくは1500Å〜4
500Åであり、最適には2000Å〜4000Åである。
The optical band gap of the i-type semiconductor layer 104 used in the second cell 112 not on the light incident side is
1.60 ~ 1.67eV, its film thickness is preferably 1500 ~ 4
500 °, optimally between 2000 ° and 4000 °.

【0045】以下、理由を述べる。Hereinafter, the reason will be described.

【0046】第1のセル111に用いられるi型半導体
層107の層厚が350Å未満であると、該半導体層が
薄いために太陽電池の出力電流が低下し、光電変換効率
が著しく低下してしまうという欠点が生じ、該半導体の
層厚が650Åを越えると、該半導体層が厚いために、
第2のセル112への透過光量が減少し、第2のセルに
おける太陽電池出力電流が低下し、光電変換効率が著し
く低下してしまうという欠点が生じる。
When the thickness of the i-type semiconductor layer 107 used for the first cell 111 is less than 350 °, the output current of the solar cell is reduced due to the thin semiconductor layer, and the photoelectric conversion efficiency is significantly reduced. When the thickness of the semiconductor layer exceeds 650 °, the thickness of the semiconductor layer increases.
The amount of light transmitted through the second cell 112 is reduced, the output current of the solar cell in the second cell is reduced, and the photoelectric conversion efficiency is significantly reduced.

【0047】また第2のセル112に用いられるi型半
導体層104の層厚が1500Å未満であると、該半導
体層が薄いために太陽電池の出力電流が低下し、光電変
換効率が低下してしまうという欠点が生じ、また該半導
体層の層厚が4500Åを越えると、該半導体層が厚い
ために太陽電池の曲線因子(Fi11-Factor )の低下が起
こり、光電変換効率が低下してしまうという欠点が生じ
る。
When the thickness of the i-type semiconductor layer 104 used in the second cell 112 is less than 1500 °, the output current of the solar cell decreases due to the thin semiconductor layer, and the photoelectric conversion efficiency decreases. When the thickness of the semiconductor layer exceeds 4500 °, the fill factor (Fi11-Factor) of the solar cell is reduced due to the thick semiconductor layer, and the photoelectric conversion efficiency is reduced. Disadvantages arise.

【0048】なお、前記i型半導体層の光学的バンドギ
ャップは、図3に示すように光吸収スペクトルを
Note that the optical band gap of the i-type semiconductor layer has a light absorption spectrum as shown in FIG.

【0049】[0049]

【数1】 のようにプロットし、E0 を求めることにより得た。(Equation 1)  Is plotted as0 Was obtained.

【0050】(i型半導体層形成方法)本発明のi型半
導体層を形成するのに適した堆積膜形成装置、及び堆積
膜形成方法について説明する。
(Method of Forming i-Type Semiconductor Layer) A deposition film forming apparatus and a deposition film forming method suitable for forming an i-type semiconductor layer of the present invention will be described.

【0051】本方法では、成膜室内にSi系原料ガス、Ge
系原料ガス、C系原料ガス、H2 ガス、F2 ガス等の原
料ガスを導入し、前記成膜室内に設置されたカソード電
極に高周波電力を印加して前記成膜室内にグロー放電に
よるプラズマを形成せしめて、前記成膜室内に加熱保持
された基板上にi型半導体層を形成する。
In this method, Si source gas, Ge
A source gas such as a system-based source gas, a C-based source gas, an H 2 gas, or an F 2 gas is introduced, and a high-frequency power is applied to a cathode electrode installed in the film formation chamber, and plasma generated by glow discharge is formed in the film formation chamber. Is formed, and an i-type semiconductor layer is formed on the substrate heated and held in the film formation chamber.

【0052】又原料ガスの分解に用いられるエネルギー
源は、高周波電力に何ら限定されるものではなく、マイ
クロ波エネルギー、熱エネルギー、光エネルギーであっ
てもよい。
The energy source used to decompose the raw material gas is not limited to high frequency power, but may be microwave energy, heat energy, or light energy.

【0053】また前記Si系原料ガスとしては、SiH4, Si
2H6,Si3H8, SiF4, Si2F6などのSi系のガスが利用でき
る。
Further, as the Si-based source gas, SiH 4 , Si
2 H 6, Si 3 H 8 , SiF 4, Si -based gas such as Si 2 F 6 can be used.

【0054】また前記Ge系原料ガスとしては、GeH4, Ge
F4, Ge2H6,Ge2F2 等が利用できる。
As the Ge source gas, GeH 4 , Ge
F 4 , Ge 2 H 6 , Ge 2 F 2 and the like can be used.

【0055】また前記C系原料ガスとしては、CH4, C2H
6, C3H8,C2H4, C2H2, C3H6, C6H6,CF4 等が利用でき
る。
As the C-based source gas, CH 4 , C 2 H
6, C 3 H 8, C 2 H 4, C 2 H 2, C 3 H 6, C 6 H 6, CF 4 or the like can be used.

【0056】具体的に、図2に示す堆積膜形成装置の模
式的略図を用いて詳しく説明する。
A detailed description will be made specifically with reference to a schematic diagram of the deposited film forming apparatus shown in FIG.

【0057】まず、図2において、201は本発明方法
を実施する手段を有する成膜室であり、基板203は基
板保持用カセット202上に保持され、基板搬送治具2
06上を移動することが出来る。204は熱電対であ
り、基板203の温度をヒーター205で加熱保持する
ときのモニター用に用いられる。213はロードロック
室であり、基板搬送治具206が内蔵され、ゲートバル
ブ207を介して基板を真空搬送することができる。
First, in FIG. 2, reference numeral 201 denotes a film forming chamber having means for carrying out the method of the present invention, wherein a substrate 203 is held on a substrate holding cassette 202 and a substrate transport jig 2 is provided.
06 can be moved. Reference numeral 204 denotes a thermocouple, which is used for monitoring when the temperature of the substrate 203 is heated and held by the heater 205. Reference numeral 213 denotes a load lock chamber, which has a built-in substrate transfer jig 206 and can vacuum transfer the substrate via a gate valve 207.

【0058】又、216は成膜室201で形成されるの
とは異なる材料で構成される半導体層を積層形成する場
合に有効に用いられる成膜室であり、成膜室201に設
けられたのと同様の、または他の異なる成膜手段が設け
られている(不図示)。
Reference numeral 216 denotes a film formation chamber which is effectively used when a semiconductor layer made of a material different from that formed in the film formation chamber 201 is laminated. A similar or other different film forming means is provided (not shown).

【0059】212はカソード電極であり、マッチング
ボックス211を介して高周波電源210より高周波電
力が供給され、ガス導入管208,209より導入され
た原料ガスはプラズマ化される。該プラズマ中で生成し
た各種ラジカル、及び各種イオン等が化学的相互反応を
起こしながら基板203上に到達し、所望の特性を有す
るi型半導体層が形成される。215は排気ポンプであ
り、スロットルバルブ214の開度を調整することによ
り、圧力計217でモニターされる成膜室201内の圧
力が制御される。
Reference numeral 212 denotes a cathode electrode, which is supplied with high-frequency power from a high-frequency power supply 210 via a matching box 211, and converts source gases introduced from the gas introduction pipes 208 and 209 into plasma. Various radicals, various ions, and the like generated in the plasma reach the substrate 203 while causing a chemical interaction, and an i-type semiconductor layer having desired characteristics is formed. An exhaust pump 215 controls the pressure in the film forming chamber 201 monitored by the pressure gauge 217 by adjusting the opening of the throttle valve 214.

【0060】以下、本発明者らの行なった実験結果につ
き、図2を参照しながら詳述する。
Hereinafter, the results of experiments conducted by the present inventors will be described in detail with reference to FIG.

【0061】[実験1]2インチ×2インチ、厚さ0.8m
m のコーニング社製#7059ガラス基板203を基板
保持用カセット202上にセットし、第1表に示す成膜
条件でa-SiGe:H膜試料No1〜8を作製した。
[Experiment 1] 2 inches × 2 inches, thickness 0.8 m
The # 7059 glass substrate 203 manufactured by Corning Corporation was set on the substrate holding cassette 202, and a-SiGe: H film samples No. 1 to 8 were formed under the film forming conditions shown in Table 1.

【0062】なお、原料ガスとして、不図示のボンベよ
りSi2H6ガス、H2 ガスをガス導入管208より、成膜
室201内へ導入し、原料ガスとして不図示のボンベよ
りGeH4ガスを導入管209より成膜室201内へ導入し
た。
As a source gas, Si 2 H 6 gas and H 2 gas are introduced into the film forming chamber 201 through a gas introduction pipe 208 from a cylinder (not shown), and GeH 4 gas is supplied from the cylinder (not shown) as a source gas. Was introduced into the film forming chamber 201 through the introduction pipe 209.

【0063】得られた試料は、前記記載の方法により光
学的エネルギーバンドギャップを求めた。又、各々にCr
のくし形電極(ギャップ長巾250μm、長さ5cm)を
蒸着し、5mWのHe-Ne レーザーを用いて電気伝導率を求
めた。
The optical band gap of the obtained sample was determined by the method described above. Also, Cr
A comb-shaped electrode (gap length 250 μm, length 5 cm) was deposited, and the electrical conductivity was determined using a 5 mW He-Ne laser.

【0064】これらの結果より、導入GeH4ガス流量を変
化させることにより、所望の特性(光学的バンドギャッ
プ)を有する堆積膜を形成可能であることがわかった。
From these results, it was found that a deposited film having desired characteristics (optical band gap) can be formed by changing the flow rate of the introduced GeH 4 gas.

【0065】[0065]

【表1】 [実験2]2インチ×2インチ、厚さ0.8mm のコーニン
グ社製#7059ガラス基板203を基板保持用カセッ
ト202上にセットし、表2に示す成膜条件でa-Si:H膜
試料No11〜16を作製した。
[Table 1] [Experiment 2] A # 7059 glass substrate 203 manufactured by Corning and having a size of 2 inches x 2 inches and a thickness of 0.8 mm was set on a substrate holding cassette 202, and a-Si: H film sample No. 11 was formed under the film forming conditions shown in Table 2. ~ 16 were produced.

【0066】なお、原料ガスとして、不図示のボンベよ
りSi2H6ガスを、ガス導入管208より成膜室201内
へ導入した。
As a source gas, a Si 2 H 6 gas was introduced from a cylinder (not shown) into the film forming chamber 201 through a gas introduction pipe 208.

【0067】得られた試料は、前記[実験1]と同様に
して光学的エネルギーバンドギャップEgopt及び光導電
率を求めた。
For the obtained sample, the optical energy band gap E g opt and the photoconductivity were determined in the same manner as in [Experiment 1].

【0068】これらの結果より、基板温度を変化させる
ことにより、所望の光学的バンドギャップを有する半導
体層を形成可能であることが分かった。
From these results, it was found that a semiconductor layer having a desired optical band gap can be formed by changing the substrate temperature.

【0069】[0069]

【表2】 (n型及びp型半導体層形成方法) (1)n型半導体層 前記i型半導体層形成装置と同様の形成装置を用い、n
型の価電子制御原子であるPを含む原料ガスとしてPH3/
H21%を用いて、以下の条件で成膜し、結果を表3に示
した。
[Table 2] (Method of forming n-type and p-type semiconductor layers) (1) n-type semiconductor layer Using a forming apparatus similar to the i-type semiconductor layer forming apparatus,
PH 3 / as a source gas containing P which is a valence electron controlling atom
Films were formed under the following conditions using 1% of H 2 , and the results are shown in Table 3.

【0070】[0070]

【表3】 なお原料ガスとしてPH3 以外にも、PF5, PCl3,PF3
を用いてもよい。 (2)p型半導体層 前記i型半導体層形成装置と同様の形成装置を用い、p
型の価電子制御原子であるBを含む原料ガスとしてBF3/
H22%を用いて、以下の条件で成膜し、結果を表4に示
した。
[Table 3] In addition, PF 5 , PCl 3 , PF 3 or the like may be used as the raw material gas in addition to PH 3 . (2) p-type semiconductor layer p-type semiconductor layer
BF 3 /
Using H 2 2%, a film was formed under the following conditions, and the results are shown in Table 4.

【0071】[0071]

【表4】 なお原料ガスとしてBF3 以外にも、B2H6,BCl3,BBr3等を
用いてもよい。 (p−i−n接合の形成方法)本発明において良好なp
in接合を形成させる手段としては、n型半導体層の形
成とi型半導体層の形成とp型半導体層の形成は、真空
中にて連続して行われるのが望ましい。具体的には、同
一の体積膜形成装置において連続して形成するか、もし
くは、それぞれの半導体層を異なる装置を用いて形成す
る場合には、各堆積膜形成装置をゲートバルブ等を介し
て連結し、例えば第1の堆積膜形成装置にてn型半導体
層を形成後、第2の堆積膜形成装置へ該n型半導体層の
形成された基板を真空条件下にて搬送し、第2の堆積膜
形成装置にてi型半導体層を形成し、さらに第3の堆積
膜形成装置へ該i型半導体層まで形成された基板を真空
条件下にて搬送し、第3の堆積膜形成装置にてp型半導
体層を形成し、更にこれを繰り返して積層型光起電力装
置を形成するようにすればよい。
[Table 4] Note Besides BF 3 as a source gas, B 2 H 6, BCl 3 , BBr 3 , etc. may be used. (Method of forming pin junction)
As a means for forming an in-junction, it is desirable that the formation of the n-type semiconductor layer, the formation of the i-type semiconductor layer, and the formation of the p-type semiconductor layer be performed continuously in a vacuum. Specifically, in the case where the semiconductor layers are formed continuously in the same volume film forming apparatus, or when the respective semiconductor layers are formed using different apparatuses, the respective deposited film forming apparatuses are connected via a gate valve or the like. Then, for example, after forming an n-type semiconductor layer with the first deposited film forming apparatus, the substrate on which the n-type semiconductor layer is formed is transported to the second deposited film forming apparatus under vacuum conditions, An i-type semiconductor layer is formed by the deposited film forming apparatus, and the substrate formed up to the i-type semiconductor layer is transported to a third deposited film forming apparatus under vacuum conditions. Then, a p-type semiconductor layer may be formed, and this may be repeated to form a stacked photovoltaic device.

【0072】[0072]

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明の積層型光起電
力装置について更に詳しく説明するが、本発明はこれら
の実施例によりなんら限定されるものではない。
EXAMPLES The stacked photovoltaic device of the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0073】(実施例1)図1(A)に示すpin接合
型積層光起電力装置を、図2に示す構成の堆積膜形成装
置を用いて、前述の本発明実験例1及び実験例2の成膜
方法により以下の手順で作製した。
(Example 1) The pin junction type stacked photovoltaic device shown in FIG. 1A was used for the above-described experimental examples 1 and 2 of the present invention by using the deposited film forming apparatus having the structure shown in FIG. The film was prepared by the following procedure according to the film forming method.

【0074】50mm×50mmの大きさのステンレス製基
板101を、不図示のスパッタリング装置内に入れ、1
-5Torr以下に真空排気した後、Arをスパッタ用ガスと
して用い、前記基板101上に下部電極102となる約
1000ÅのAg薄膜を堆積した。
A stainless steel substrate 101 having a size of 50 mm × 50 mm is placed in a sputtering apparatus (not shown), and
After evacuating to a vacuum of 0 -5 Torr or less, an Ag thin film of about 1000 ° serving as the lower electrode 102 was deposited on the substrate 101 using Ar as a sputtering gas.

【0075】この基板101を取り出し、ロードロック
室213内にある基板搬送治具206上の基板保持用カ
セット202上に下部電極102の堆積された面を図中
下側に向けて固定し、ロードロック室213内の不図示
の排気ポンプ215により10-5Torr以下の圧力に排気
されている。両室の圧力がほぼ等しくなった時点でゲー
トバルブ207を開け、基板搬送治具206を用いて、
基板保持用カセット202を成膜室201内に移動し、
再びゲートバルブ207を閉じた。
The substrate 101 is taken out, and the surface on which the lower electrode 102 has been deposited is fixed on the substrate holding cassette 202 on the substrate transfer jig 206 in the load lock chamber 213 so as to face downward in FIG. The gas is exhausted to a pressure of 10 −5 Torr or less by an exhaust pump 215 (not shown) in the lock chamber 213. When the pressures in both chambers become almost equal, the gate valve 207 is opened, and the substrate transfer jig 206 is used to
The substrate holding cassette 202 is moved into the film forming chamber 201,
The gate valve 207 was closed again.

【0076】次にヒーター205にて基板203の表面
温度が350℃となるように加熱を行なった。基板温度
が安定した時点で不図示のボンベに貯蔵されたSi2H6
ス10sccmとH2 ガス440sccmを混合しつつ、ガス供
給パイプ208より成膜室201内へ導入した。同時
に、不図示のボンベに貯蔵されたPH3(H2 にて1%希
釈)を50sccmの流量でガス供給パイプ209より成膜
室201内へ導入した。次いで排気バルブ214の開度
を調節し、成膜室201の内圧を1.2Torr に保ちつつ、
13.56MHzの高周波電源210より15wの電力を成膜室
201内へ投入した。
Next, heating was performed by the heater 205 so that the surface temperature of the substrate 203 became 350 ° C. When the substrate temperature was stabilized, 10 sccm of Si 2 H 6 gas and 440 sccm of H 2 gas stored in a cylinder (not shown) were mixed and introduced into the film forming chamber 201 from the gas supply pipe 208. At the same time, PH 3 (1% diluted with H 2 ) stored in a cylinder (not shown) was introduced into the film forming chamber 201 from the gas supply pipe 209 at a flow rate of 50 sccm. Next, the opening degree of the exhaust valve 214 was adjusted, and while the internal pressure of the film forming chamber 201 was maintained at 1.2 Torr,
An electric power of 15 w was supplied from the high frequency power supply 210 of 13.56 MHz into the film forming chamber 201.

【0077】以上の操作によりn型半導体としてのa-S
i:H膜103が形成された(以上はn型半導体層形成方
法である表3の成膜条件に順じた。)。
By the above operation, aS as an n-type semiconductor is obtained.
The i: H film 103 was formed (the above was in accordance with the film forming conditions in Table 3 which is the method for forming an n-type semiconductor layer).

【0078】250Åのn型a-Si:H膜形成後、ガスの導
入及び高周波電力の投入を止めて、排気ポンプ215に
より成膜室201内を10-5Torr以下に排気した。
After the formation of the n-type a-Si: H film at 250 °, the introduction of the gas and the supply of the high frequency power were stopped, and the inside of the film forming chamber 201 was evacuated to 10 -5 Torr or less by the exhaust pump 215.

【0079】次いで、成膜室201と全く同じ構成で、
10-5Torrに真空排気されている成膜室216へn型半導
体層103まで形成された基板203を基板搬送治具2
06を用いて移動させた。
Next, with the same configuration as the film forming chamber 201,
The substrate 203 formed up to the n-type semiconductor layer 103 is transferred to the substrate transfer jig 2 into the film formation chamber 216 evacuated to 10 −5 Torr.
06 and moved.

【0080】以下成膜室216内の構成は成膜室201
と同じ故、図2に示したものと同じ図面番号にて説明す
る。
Hereinafter, the structure inside the film forming chamber 216 will be described.
Therefore, description will be made using the same drawing numbers as those shown in FIG.

【0081】次にヒーター205にて、n型半導体層ま
で堆積した基板203の表面温度が350℃となるよう
に加熱を行なった。基板温度が安定した時点で、不図示
のボンベに貯蔵されたSi2H6 ガス11sccmとH2 ガス5
60sccmを混合しつつ、ガス供給パイプ208より成膜
室201内へ導入した。
Next, heating was performed by the heater 205 so that the surface temperature of the substrate 203 deposited up to the n-type semiconductor layer was 350 ° C. When the substrate temperature is stabilized, 11 sccm of Si 2 H 6 gas and 5 H 2 gas stored in a cylinder (not shown)
The mixture was introduced into the film forming chamber 201 from the gas supply pipe 208 while mixing 60 sccm.

【0082】次いで排気バルブ214の開度を調節し、
成膜室201の内圧を1.15Torrに保ちつつ、13.56MHzの
高周波電源210より14wを成膜室201内へ投入し
た。
Next, the opening of the exhaust valve 214 is adjusted.
While maintaining the internal pressure of the film forming chamber 201 at 1.15 Torr, 14 w was supplied into the film forming chamber 201 from the 13.56 MHz high frequency power supply 210.

【0083】以上の操作により、i型半導体としてa-S
i:H膜104が形成された(以上はi型半導体層形成方
法である表2の成膜条件に順じた。)。
By the above operation, as an i-type semiconductor, aS
The i: H film 104 was formed (the above was in accordance with the film forming conditions in Table 2 which is the i-type semiconductor layer forming method).

【0084】次に、4000Åのi型a-Si:H膜形成後、
ガスの導入及び高周波電力の投入を止めて、排気ポンプ
215により成膜室201内を10-5Torr以下に排気し
た。
Next, after forming a 4000 ° i-type a-Si: H film,
The introduction of the gas and the supply of the high frequency power were stopped, and the inside of the film forming chamber 201 was evacuated to 10 -5 Torr or less by the exhaust pump 215.

【0085】次いでi型半導体層104まで形成された
基板203を前述と同様の操作で成膜室201,216
と同じ構成の成膜室218へ搬送した。以下成膜室21
6内の構成は成膜室201と同じ故図2に示したものと
同じ図面番号にて説明する。
Next, the substrate 203 formed up to the i-type semiconductor layer 104 is removed from the film forming chambers 201 and 216 by the same operation as described above.
It was transported to the film formation chamber 218 having the same configuration as that of FIG. Hereinafter, the film forming chamber 21
The configuration in 6 is the same as that of the film forming chamber 201 and will be described with the same drawing numbers as those shown in FIG.

【0086】次にヒーター205にて、i型半導体層ま
で堆積した基板203の表面温度が250℃となるよう
に加熱を行なった。基板温度が安定した時点で、不図示
のボンベに貯蔵されたSiH4(H2 にて希釈5%)ガス5
sccmと、H2 ガス355sccmを混合しつつ、ガス供給パ
イプ208より成膜室218内へ導入した。同時に、不
図示のボンベに貯蔵されたBF3(H2 にて2%希釈)を5
sccmの流量でガス供給パイプ209より成膜室218内
へ導入した。次いで排気バルブ214の開度を調節し、
成膜室218の内圧を2.0Torr に保ちつつ、13.56MHzの
高周波電源210より330wの電力を成膜室218内
へ投入した。
Next, heating was performed by the heater 205 so that the surface temperature of the substrate 203 deposited up to the i-type semiconductor layer was 250 ° C. When the substrate temperature becomes stable, the SiH 4 (5% diluted with H 2 ) gas 5 stored in a cylinder (not shown)
The sccm and the H 2 gas 355 sccm were mixed and introduced into the film formation chamber 218 from the gas supply pipe 208. At the same time, BF 3 (2% diluted with H 2 ) stored in a cylinder (not shown)
The gas was introduced into the film forming chamber 218 from the gas supply pipe 209 at a flow rate of sccm. Next, the opening degree of the exhaust valve 214 is adjusted,
While maintaining the internal pressure of the film forming chamber 218 at 2.0 Torr, 330 w of electric power was supplied from the 13.56 MHz high frequency power supply 210 into the film forming chamber 218.

【0087】以上の操作により、p型半導体として微結
晶シリコン半導体105(言うまでもないが微結晶シリ
コンはアモルファスシリコン半導体の範中に入る。)が
形成された(以上はp型半導体層形成方法である表4の
成膜条件に順じた。)。
Through the above operation, a microcrystalline silicon semiconductor 105 (of course, microcrystalline silicon falls within the range of an amorphous silicon semiconductor) was formed as a p-type semiconductor (the above is the method of forming a p-type semiconductor layer). The film forming conditions in Table 4 were followed.)

【0088】次に100Åのp型微結晶シリコン膜を形
成後ガス導入及び高周波電力の投入を止めて排気ポンプ
215により成膜室218内を10-5Torr以下に排気し
た。
Next, after the formation of the p-type microcrystalline silicon film of 100 °, the introduction of the gas and the supply of the high frequency power were stopped, and the inside of the film forming chamber 218 was evacuated to 10 -5 Torr or less by the exhaust pump 215.

【0089】以上により、第2のセル112が作製され
た。
As described above, the second cell 112 was manufactured.

【0090】次いで、第2のセル112が形成された基
板を前記成膜室201に真空搬送後、ひき続き前記n型
半導体層形成方法において、基板温度を250℃にした
以外は全く同様の操作及び方法で、100Åのn型半導
体106を形成した。
Next, the substrate on which the second cell 112 is formed is vacuum-transferred to the film forming chamber 201, and then the same operation is carried out except that the substrate temperature is set to 250 ° C. in the n-type semiconductor layer forming method. Then, a 100 ° n-type semiconductor 106 was formed.

【0091】次いで前記同様の操作により、成膜室20
1と同様に成膜室216内に真空搬送後、ヒーター20
5にて、第2のセル112上にn型半導体層まで堆積し
た基板203の表面温度が250℃となるよう加熱を行
なった。
Next, by the same operation as described above, the film forming chamber 20
After the vacuum transfer into the film forming chamber 216 as in
At 5, heating was performed so that the surface temperature of the substrate 203 deposited on the second cell 112 up to the n-type semiconductor layer was 250 ° C.

【0092】基板温度が安定した時点で、不図示のボン
ベに貯蔵されたSi2H6 ガス12sccmと、H2 ガス550
sccmを混合しつつガス供給パイプ208より成膜室21
6内へ導入した。同時に、不図示のボンベに貯蔵された
GeH4ガス4.5sccm をガス供給パイプ209より成膜室2
16内へ導入した。
When the substrate temperature becomes stable, 12 sccm of Si 2 H 6 gas and 550 H 2 gas stored in a cylinder (not shown)
While the sccm is mixed, the film forming chamber 21 is
6 was introduced. At the same time, it was stored in a cylinder (not shown)
GeH 4 gas 4.5 sccm was supplied from the gas supply pipe 209 to the film forming chamber 2.
16 was introduced.

【0093】次いで排気バルブ214の開度を調節し、
成膜室216の内圧を1.1Torr に保ちつつ、13.56MHzの
高周波電源210より15wの電力を成膜室218内へ
投入した。
Next, the opening of the exhaust valve 214 is adjusted.
While maintaining the internal pressure of the film forming chamber 216 at 1.1 Torr, a power of 15 w was supplied from the 13.56 MHz high frequency power supply 210 into the film forming chamber 218.

【0094】以上の操作により、i型半導体としてa-Si
Ge:H膜107が形成された(以上はi型半導体層形成方
法である表1の成膜条件に順じた。)。
By the above operation, a-Si is used as an i-type semiconductor.
A Ge: H film 107 was formed (the above was in accordance with the film forming conditions in Table 1 which is an i-type semiconductor layer forming method).

【0095】次に、350Åのi型a-SiGe:H膜を形成
後、ガスの導入及び高周波電力の投入を止めて排気ポン
プ215により成膜室216内を10-5Torr排気した。
Next, after the formation of the i-type a-SiGe: H film at 350 ° C., the introduction of the gas and the supply of the high frequency power were stopped, and the inside of the film formation chamber 216 was evacuated by the exhaust pump 215 at 10 -5 Torr.

【0096】次いでi型半導体層107まで形成された
基板203を、前述と同様の操作で成膜室218へ真空
搬送後、前記p型半導体層形成方法において、基板温度
を200℃にした以外は全く同様の操作及び方法で、8
0Åのp型半導体108を形成した。
Next, the substrate 203 formed up to the i-type semiconductor layer 107 is vacuum-transferred to the film forming chamber 218 by the same operation as described above, and then the substrate temperature is set to 200 ° C. in the p-type semiconductor layer forming method. With exactly the same operation and method,
A 0 ° p-type semiconductor 108 was formed.

【0097】以上により第2のセル112上に第1のセ
ル111が作製された。
As described above, the first cell 111 was formed on the second cell 112.

【0098】次いで基板搬送治具206にて基板保持用
カセット202を、ゲートバルブ207を介して取り出
し用ロードロック室(不図示)に移動させ、冷却後第1
のセル111と第2のセル112を積み重ねて堆積した
基板203を取り出した。
Next, the substrate holding cassette 202 is moved by the substrate transfer jig 206 to a take-out load lock chamber (not shown) via the gate valve 207, and after cooling, the first
The substrate 203 on which the cell 111 and the second cell 112 were stacked and deposited was taken out.

【0099】該基板203をInとSnの金属粒が重量比
1:1で充填された蒸着用ボードがセットされた真空蒸
着装置に入れ、10-5Torr以下に真空排気した後、抵抗
加熱法により1×10-3Torr程度の酸素雰囲気中で透明
電極109としてのITO薄膜を約700Å蒸着した。
この時の基板加熱温度は170℃とした。
The substrate 203 was placed in a vacuum deposition apparatus in which a deposition board filled with metal particles of In and Sn at a weight ratio of 1: 1 was set and evacuated to 10 −5 Torr or less. As a result, an ITO thin film as the transparent electrode 109 was deposited in an oxygen atmosphere of about 1 × 10 −3 Torr by about 700 °.
The substrate heating temperature at this time was 170 ° C.

【0100】冷却後、該基板203を取り出し、透明電
極109の上面に集電電極パターン形成用のパーマロイ
製マスクを密着させ真空蒸着装置に入れ、1×10-5To
rr以下に真空排気した後、抵抗加熱法によりAgを厚み約
0.8 μm蒸着し、くし歯状の集電電極110を作製し
た。
[0100] After cooling, remove the substrate 203, placed in a vacuum evaporation apparatus in close contact permalloy mask made for current collection electrode pattern formed on the upper surface of the transparent electrode 109, 1 × 10 -5 To
After evacuation to rr or less, the thickness of Ag was
0.8 μm was deposited to produce a comb-like current collecting electrode 110.

【0101】以上の操作及び方法により図1(A)に示
す積層型光起電力装置を作製した。
By the above operation and method, the stacked photovoltaic device shown in FIG. 1A was manufactured.

【0102】本実施例では、第1セルは表1に示したサ
ンプルNo.4の光学的バンドギャップEgopt=1.48eVのも
のとし、第2セルとしては表2に示したサンプルNo.15
の光学的バンドギャップEgopt=1.70のものとし、光学
的バンドギャップは、(第1セル)<(第2セル)とし
た。
In this embodiment, the first cell has the optical band gap E g opt = 1.48 eV of the sample No. 4 shown in Table 1 and the second cell has the sample No. 15 shown in Table 2 as the second cell.
The optical band gap E g opt was 1.70, and the optical band gap was (first cell) <(second cell).

【0103】また、比較例として、以下に述べる比較例
1の光起電力装置を作製した。 (比較例1)本比較例では、実施例1に於ける第1のセ
ル111と第2のセル112のi型半導体層である各1
07と104とを各々独立に変化させながら積層型光起
電力装置を作製した。
As a comparative example, a photovoltaic device of Comparative Example 1 described below was manufactured. (Comparative Example 1) In this comparative example, each of the first cell 111 and the second cell 112 of the first embodiment,
A stacked photovoltaic device was manufactured while changing each of 07 and 104 independently.

【0104】本比較例の積層型光起電力装置の作製条件
を表7に示す。表に示すように本例では、第1のセルと
して、表2に示したサンプルNo.14 の光学的バンドギャ
ップEgopt=1.73eV とし、第2セルとしては表1に示し
たサンプルNo.4の光学的バンドギャップEgopt=1.48eV
とし、光学的バンドギャップが、(第1セル)>(第2
セル)とした。
Table 7 shows the manufacturing conditions of the stacked photovoltaic device of this comparative example. As shown in the table, in this example, as the first cell, the optical band gap E g opt = 1.73 eV of Sample No. 14 shown in Table 2 was used, and as the second cell, the sample No. 14 shown in Table 1 was used. Optical band gap E g opt = 1.48 eV for 4
And the optical band gap is (first cell)> (second cell).
Cell).

【0105】[0105]

【表5】 [Table 5]

【0106】[0106]

【表6】 [Table 6]

【0107】[0107]

【表7】 (結果)上述した実施例1と比較例1の積層型光起電力
装置の特性を以下のようにして評価した。
[Table 7] (Results) The characteristics of the stacked photovoltaic devices of Example 1 and Comparative Example 1 described above were evaluated as follows.

【0108】透明電極109側よりAM-1.5の光(100mW/
cm2)を照射した時の実施例1の初期光電変換効率は、比
較例1に示した従来技術並みの値であった。
AM-1.5 light (100 mW /
cm 2 ), the initial photoelectric conversion efficiency of Example 1 was comparable to that of the prior art shown in Comparative Example 1.

【0109】次に実施例1の積層型光起電力装置を、AM
-1.5項(100mW/cm2) の照射光に設置し、最適負荷状態か
つ装置温度41℃に保持しながら、1500時間光照射
を行ない、光劣化特性を評価した。初期光電変換効率に
対する *劣化率を以下のように定義して、測定したとこ
ろ、実施例1の劣化率は、比較例1に示す従来技術に比
べて約6%改善された。
Next, the stacked photovoltaic device of the first embodiment was
The sample was placed in an irradiation light beam of -1.5 (100 mW / cm 2 ), irradiated with light for 1500 hours while maintaining an optimum load condition and an apparatus temperature of 41 ° C., and evaluated for light deterioration characteristics. When the * deterioration rate with respect to the initial photoelectric conversion efficiency was defined and measured as follows, the degradation rate of Example 1 was improved by about 6% as compared with the prior art shown in Comparative Example 1.

【0110】[0110]

【数2】 初期光電変換効率−1500時間後の光電変換効率 *劣化率=───────────────────────×100 初期光電変換効率 (実施例2)本実施例では、実施例1に於ける第1セル
111と第2セル112のi型半導体層である各107
と104の光学的バンドギャップを各々独立に変化させ
ながら積層型光起電力装置を作製し、実施例1と同様の
評価を行なった。
[Equation 2] Initial photoelectric conversion efficiency-photoelectric conversion efficiency after 1500 hours * Degradation rate = ─────────────────────── x 100 Initial photoelectric conversion efficiency ( Embodiment 2) In this embodiment, each of the first cell 111 and the second cell 112 in the first embodiment, i.
A stacked photovoltaic device was manufactured while independently changing the optical band gaps of Examples and 104, and the same evaluation as in Example 1 was performed.

【0111】評価結果を図4に示す(評価結果は、実施
例1と同様、従来技術を1.0 とした相対比で示した)。
The evaluation results are shown in FIG. 4 (the evaluation results are shown in a relative ratio with the prior art being 1.0, as in Example 1).

【0112】図4において、例えば、▽点は第2セルの
光学的バンドギャップを1.68eVとして、横軸に示す
第1セルのそれぞれの光学的バンドギャップ値と組み合
わせた場合の初期光電変換効率と、劣化率を縦軸に表わ
したものである。
In FIG. 4, for example, the point ▽ indicates the initial photoelectric conversion efficiency when the optical band gap of the second cell is set to 1.68 eV and the optical band gap value of each of the first cells shown on the horizontal axis is combined. And the deterioration rate is shown on the vertical axis.

【0113】図中P点の▽では、第1セルの光学的バン
ドギャップが1.68eVであり、第1セルの光学的バン
ドギャップは第2セルの光学的バンドギャップに等し
い。またP点からA方向では光学的バンドギャップに関
しては、(第1セル)<(第2セル)となっている。図
に示されるように、A方向に示される(第1セルの光学
的バンドギャップ)<(第2セルの光学的バンドギャッ
プ)の領域で、劣化率は低く、初期光電変換効率は高く
なり、光起電力装置として、好ましい特性となる。これ
は他のサンプル○□△×の測定結果にも、同様に示され
ている。
At point P in the figure, the optical band gap of the first cell is 1.68 eV, and the optical band gap of the first cell is equal to the optical band gap of the second cell. In the direction A from the point P, the optical band gap satisfies (first cell) <(second cell). As shown in the figure, in the region (optical band gap of the first cell) <(optical band gap of the second cell) shown in the direction A, the degradation rate is low, the initial photoelectric conversion efficiency is high, This is a preferable characteristic for a photovoltaic device. This is similarly shown in the measurement results of the other samples XX.

【0114】すなわち、光入射側第1セルのi型半導体
の光学的バンドギャップが、第2セルのi型半導体の光
学的バンドギャップより小さいところで特性が優れてい
ることがわかった。
That is, it was found that the characteristics were excellent where the optical band gap of the i-type semiconductor of the first cell on the light incident side was smaller than the optical band gap of the i-type semiconductor of the second cell.

【0115】また、最も劣化率が低く、初期光電変換効
率が高い値となるのは、第1セルの光学的バンドギャッ
プが1.44〜1.52eV、かつ第2セルの光学的バン
ドギャップが1.70〜1.75eVの領域(図中点線で
囲んだ領域)であることがわかった。
The lowest degradation rate and the highest initial photoelectric conversion efficiency are obtained when the optical band gap of the first cell is 1.44 to 1.52 eV and the optical band gap of the second cell is It was found to be a region of 1.70 to 1.75 eV (a region surrounded by a dotted line in the figure).

【0116】(実施例3)本実施例では、実施例1に於
ける第1セルと第2セルのi型半導体層107、104
の光学的バンドギャップを1.48eV(サンプルNo.4)
と、1.70eV( サンプルNo.15)に固定して、膜厚を各
々独立に変えて積層型光起電力装置を作製し、実施例1
と同様の評価を行なった。
(Embodiment 3) In this embodiment, the i-type semiconductor layers 107 and 104 of the first cell and the second cell in the first embodiment are used.
Has an optical band gap of 1.48 eV (Sample No. 4)
And 1.70 eV (sample No. 15), and the thickness was changed independently to produce a stacked photovoltaic device.
The same evaluation was performed.

【0117】評価結果を表5に示す(評価結果は実施例
1と同様に、従来技術を1.0 とした相対比で示した)。
The evaluation results are shown in Table 5 (the evaluation results are shown in a relative ratio with the prior art being 1.0, as in Example 1).

【0118】表5に示されるように、試料No.S-2〜S-5
の第1セルの膜厚300 Å、第2セルの膜厚3000〜6000Å
の光起電力装置で、初期光電変換効率が1.0 〜 1.01 と
高く、劣化率が0.93〜 0.97 と低く、良好な特性を示し
ている。また、同様に試料No.S-8〜S-11においても、良
好な特性が示されている。
As shown in Table 5, Sample Nos. S-2 to S-5
Thickness of the first cell 300 mm, thickness of the second cell 3000-6000 mm
In this photovoltaic device, the initial photoelectric conversion efficiency is as high as 1.0 to 1.01, and the degradation rate is as low as 0.93 to 0.97, showing good characteristics. Similarly, sample Nos. S-8 to S-11 also show good characteristics.

【0119】すなわち、第1セルの膜厚としては 200〜
450 Å、 第2セルの膜厚としては3000〜6000Åの範囲で
良好な特性が得られることが分かった。(実施例4)本
実施例では、第1セルと第2セルのi型半導体層10
7、104の光学的バンドギャップを1.48eV(サン
プルNo.4) と、1.60eV( サンプルNo.2) に固定し
て、膜厚を各々独立に変えて積層型光起電力装置を作製
し、実施例1と同様の評価を行なった。
That is, the thickness of the first cell is 200 to
It has been found that good characteristics can be obtained in the range of 450 ° and the thickness of the second cell in the range of 3000 to 6000 °. (Embodiment 4) In this embodiment, the i-type semiconductor layers 10 of the first cell and the second cell are used.
The optical band gaps of the samples 7, 104 were fixed at 1.48 eV (sample No. 4) and 1.60 eV (sample No. 2), and the film thickness was changed independently to produce a stacked photovoltaic device. Then, the same evaluation as in Example 1 was performed.

【0120】評価結果を表6に示す(評価結果は実施例
1と同様に、従来技術を1.0 とした相対比で示した)。
The results of the evaluation are shown in Table 6 (the evaluation results are shown in the same manner as in Example 1 by the relative ratio with the prior art being 1.0).

【0121】表6に示されるように、試料No.S-14 〜S-
17の第1セルの膜厚450 Å、第2セルの膜厚1500〜4500
Åの光起電力装置で、初期光電変換効率が 1.0〜1.01と
高く、劣化率が0.94〜0.98と低く、良好な特性を示して
いる。また、同様に試料No.S-20 〜S-23においても、良
好な特性が示されている。
As shown in Table 6, Sample Nos. S-14 to S-
The thickness of the first cell is 450 Å, and the thickness of the second cell is 1500-4500.
In the photovoltaic device of (1), the initial photoelectric conversion efficiency is as high as 1.0 to 1.01, and the deterioration rate is as low as 0.94 to 0.98, showing good characteristics. Similarly, Sample Nos. S-20 to S-23 also show good characteristics.

【0122】すなわち、第1セルの膜厚が 350〜650
Å、第2セルの膜厚が1500〜4500Åの範囲で良好な特性
が得られることが分かった。
That is, the thickness of the first cell is 350 to 650
{Circle around (2)} It was found that good characteristics were obtained when the thickness of the second cell was in the range of 1500 to 4500 °.

【0123】このように、表5、表6から、光入射側第
1のセル111のi型半導体107と第2のセル112
のi型半導体104の最適な層厚バランスが存在するこ
とがわかった。
As described above, according to Tables 5 and 6, the i-type semiconductor 107 and the second cell 112 of the first cell 111 on the light incident side are obtained.
It has been found that an optimum layer thickness balance of the i-type semiconductor 104 exists.

【0124】[0124]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光起電力
装置は少なくとも2つの光起電力セルを有し、光入射側
の第1セルの光学的バンドギャップを光入射側でない第
2セルの光学的バンドギャップより小さくすることによ
って、初期光電変換効率を高い値に保ったまま、劣化率
が低く長期間に渡って安定的な光起電力装置を実現でき
る効果が得られる。
As described above, the photovoltaic device of the present invention has at least two photovoltaic cells, and the optical band gap of the first cell on the light incident side is changed to the second cell not on the light incident side. By making the optical band gap smaller than the above, it is possible to obtain an effect of realizing a photovoltaic device that has a low deterioration rate and is stable for a long period of time while maintaining the initial photoelectric conversion efficiency at a high value.

【0125】そのため、電力用の太陽電池として実用性
の高いものとすることができる。
Therefore, the solar cell for power can be made highly practical.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光起電力装置の層構成の実施例を示す
模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of a layer configuration of a photovoltaic device of the present invention.

【図2】本発明の光起電力装置を作製するためのプラズ
マCVD法による堆積膜形成装置の一例を示す模式的概
略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a deposited film forming apparatus by a plasma CVD method for producing a photovoltaic device of the present invention.

【図3】 FIG. 3

【図4】第1のセル111のi型半導体層107の光学
的バンドギャップと初期光電変換効率、および劣化率の
相対比を示すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing a relative ratio between an optical band gap of an i-type semiconductor layer 107 of a first cell 111, an initial photoelectric conversion efficiency, and a deterioration rate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 支持体 102 下部電極 103,106 n型半導体層 104,107 i型半導体層 105,108 p型半導体層 109 透明電極 110 集電電極 111 第1のセル 112 第2のセル 120 光起電力装置 130 光 201,216,217,218 成膜室 202 基板保持用カセット 203 基板 204 熱電対 205 ヒーター 206 基板搬送治具 207 ゲートバルブ 208,209 ガス導入管 210 高周波電源 211 マッチングボックス 212 励起エネルギー発生装置 213 ロードロック室 214 バルブ 215 排気ポンプ Reference Signs List 101 Support 102 Lower electrode 103, 106 n-type semiconductor layer 104, 107 i-type semiconductor layer 105, 108 p-type semiconductor layer 109 transparent electrode 110 current collecting electrode 111 first cell 112 second cell 120 photovoltaic device 130 Light 201, 216, 217, 218 Film formation chamber 202 Substrate holding cassette 203 Substrate 204 Thermocouple 205 Heater 206 Substrate transport jig 207 Gate valve 208, 209 Gas inlet tube 210 High frequency power supply 211 Matching box 212 Excitation energy generator 213 Load Lock chamber 214 Valve 215 Exhaust pump

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−58974(JP,A) 特開 昭63−66977(JP,A) 特開 昭63−48871(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 31/04Continuation of the front page (56) References JP-A-63-58974 (JP, A) JP-A-63-66977 (JP, A) JP-A-63-48871 (JP, A) (58) Fields studied (Int .Cl. 6 , DB name) H01L 31/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光活性の半導体層を含み積層された光起
電力セルを複数有する光起電力装置において、 光入射側上部の第1の前記光起電力セルの光活性の半導
体層の光学的バンドギャップが、前記第1の光起電力セ
ルの下部の第2の前記光起電力セルの光活性の半導体層
の光学的バンドギャップよりも小さく、前記第1の光起
電力セルの光活性の半導体層の膜厚が前記第2の光起電
力セルの光活性の半導体層の膜厚よりも薄いことを特徴
とする光起電力装置。
1. A photovoltaic device having a plurality of photovoltaic cells stacked comprises a semi conductor layer of the photoactive, the photoactivity of the first of the photovoltaic cell on the light incident side upper semiconductive <br The optical bandgap of the body layer is higher than the first photovoltaic cell.
Rather smaller than the optical band gap of the photoactive semiconductor layer of a second of the photovoltaic cell at the bottom of Le, the first photovoltaic
The thickness of the photoactive semiconductor layer of the power cell is the second photovoltaic.
A photovoltaic device characterized by being thinner than the thickness of the photoactive semiconductor layer of the force cell .
【請求項2】 前記1の光起電力セルに用いられる
活性の半導体層の光学的バンドギャップが1.44〜
1.52eV、膜厚が200〜450Åであり、前記
2の光起電力セルに用いられる光活性の半導体層の光学
的バンドギャップが1.70〜1.75eV、膜厚
000〜6000Åであることを特徴とする請求項1に
記載の光起電力装置。
2. Light used in the first photovoltaic cell
The optical band gap of the active semiconductor layer is 1.44 to
1.52EV, thickness is 200~450A, optical band gap of the semiconductor layer of the photoactive used for the second photovoltaic cell 1.70~1.75EV, thickness 3
The photovoltaic device according to claim 1, wherein the angle is from 000 to 6000 °.
【請求項3】 前記1の光起電力セルに用いられる
活性の半導体層の光学的バンドギャップが1.44〜
1.52eV、膜厚が350〜650Åであり、前記
2の光起電力セルに用いられる光活性の半導体層の光学
的バンドギャップが1.60〜1.67eV、膜厚が1
500〜4500Åであることを特徴とする請求項1に
記載の光起電力装置。
3. The light used in the first photovoltaic cell.
The optical band gap of the active semiconductor layer is 1.44 to
1.52EV, thickness is 350~650A, optical band gap of the semiconductor layer of the photoactive used for the second photovoltaic cell 1.60~1.67EV, film thickness 1
The photovoltaic device according to claim 1, wherein the angle is 500 to 4500 °.
【請求項4】 前記光活性の半導体層が、i型半導体層4. The photoactive semiconductor layer is an i-type semiconductor layer.
であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載4. The method according to claim 1, wherein
の光起電力装置。Photovoltaic device.
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